Quantenpunkt-Solarzellen, die neue Revolution in der Solarenergie

Diese innovative Anwendung der „Quantenpunkt“-Nanopartikeltechnologie auf Solarzellen hat einen neuen Weltrekord bei der Umwandlung von Solarenergie in Strom aufgestellt.

Während Solartechnologie auch 2020 wieder eine sichere Wahl für Investitionen in erneuerbare Energien sein wird, stehen Innovationen in diesem Sektor kurz bevor. Die in Solarzellen angewandte Quantenpunkt-Technologie basiert auf einer Art von Nanopartikeln, den sogenannten Quantenpunkten, und hat einen neuen Weltrekord für die Umwandlung von Solarenergie in Strom für den menschlichen Gebrauch aufgestellt. Quantenpunkt-Solarzellen funktionieren wie eine „flexible Haut“ auf harten Oberflächen, wie sie beispielsweise bei herkömmlichen Solarmodulen zu finden sind, wie Europa Press in einer Pressemitteilung berichtet. Laut Lianzhou Wang, Professor an der University of Queensland (Australien) und Leiter der Forschungsarbeit, sind diese Quantenpunkte im Vergleich zu den derzeit in der Photovoltaik-Produktion verwendeten „starren und teuren“ Materialien „flexibel und druckbar“. Wang prognostiziert zudem, dass dieses neue Material ein breites Spektrum potenzieller Anwendungen eröffnen könnte, darunter die Möglichkeit, es als „transparente Haut zur Stromversorgung von Autos, Flugzeugen, Häusern und tragbarer Technologie“ einzusetzen. Trotz all dieser erstaunlichen Eigenschaften und Vorteile…TechnologieDas Projekt stand vor einer großen Herausforderung: Seine Oberfläche ist rau und instabil. Dies hinderte das Forschungsteam jedoch nicht daran, den bisherigen Rekord für die Umwandlung von Sonnenlicht in Elektrizität um 25 % zu verbessern. Quantenpunkte demonstrieren auf einer leuchtenden Farbskala ihre lumineszierende Nützlichkeit.

Quantenpunkte, dargestellt auf einer leuchtenden Farbskala, die ihre lumineszierende Nützlichkeit demonstrieren[/caption]

Was sind Quantenpunkte?

Im Allgemeinen handelt es sich bei Quantenpunkten um mikroskopisch kleine Halbleiterstrukturen (Nanostrukturen), die die Bewegung von Elektronen im Leitungsband und in den Valenzbandlücken – sogenannten Exzitonen (Elektronenpaare im Leitungsband und Valenzbandlücken) – in drei Raumrichtungen ermöglichen. Diese Technologie, die bereits in Bereichen von der Energiewirtschaft bis zur Biomedizin Anwendung findet (wo sie dank ihrer Lumineszenzeigenschaften zur Zelldetektion eingesetzt wird und herkömmliche chemische Entwickler ersetzt), wird nun auch in der Photovoltaik, genauer gesagt in Solarzellen, genutzt, um Sonnenstrahlen zu absorbieren. Insbesondere ihre Bandlücke (die Energiedifferenz zwischen dem oberen Rand des Valenzbandes und dem unteren Rand des Leitungsbandes), die sich entsprechend dem Energieniveau anpassen lässt, macht sie zu einer attraktiven Lösung für Mehrfachsolarzellen. Hierbei werden Materialien mit unterschiedlichen Bandlücken kombiniert, um die Effizienz der Solarenergiegewinnung zu verbessern. Dies ist mit gängigen Materialien wie Silizium oder Kupferselenid nicht möglich. Genau das macht Quantenpunkte so besonders. Möchten Sie mehr erfahren? Hier ist ein interessantes Video über Quantenpunkte: